双路径声子干涉共振在嵌入式纳米颗粒阵列硅晶基质中诱导阻带
材料科学
2020-07-08 v1 应用物理
摘要
本工作中，我们通过对嵌入晶态硅基质中的锗纳米颗粒阵列体系进行原子格林函数计算和波包分子动力学模拟，报道了一种新的阻带形成机制。当仅嵌入单个纳米颗粒时，由两条不同声子波路径之间的相消干涉所诱导的局域共振，产生若干尖锐且显著的透射率凹陷。另一方面，当嵌入纳米颗粒数量进一步增加至十个时，由于双路径共振类布拉格声子干涉，形成了具有完全声子反射的阻带。波包模拟进一步揭示该阻带源于嵌入式纳米颗粒处的集体声子共振。与传统的单路径布拉格反射阻带形成机制相比，该共振机制具有不要求嵌入式纳米颗粒阵列严格周期性的显著优势。我们还证明该阻带可显著抑制低频区的热导。我们的工作提供了一种稳健、可扩展且易于调控的阻带形成机制，为声子学相关的热控制开辟了新的自由度。
引用
@article{arxiv.2001.10321,
title = {Two-Path Phonon-Interference Resonance Induces a Stop Band in Silicon Crystal Matrix by Embedded Nanoparticles Array},
author = {Shiqian Hu and Lei Feng and Shao Cheng and Yuriy A. Kosevich and Junichiro Shiomi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.10321},
year = {2020}
}